中國航天三院院長張紅文:3D打印技術(shù)創(chuàng)新推動“中國工業(yè)4.0”

lydiazhang   2018-01-08 11:04:40

由中國航天科工集團(tuán)有限公司、哈爾濱市人民政府聯(lián)合主辦的首屆中國(哈爾濱)航空航天3D打印材料及應(yīng)用制備技術(shù)博覽會(簡稱3D打印博覽會)暨高峰論壇在2018年1月5-8日在哈爾濱市舉辦。“3D打印博覽會”旨在貫徹落實(shí)國家《中國制造2025》發(fā)展戰(zhàn)略,推進(jìn)中國航空航天創(chuàng)新技術(shù)成果應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)對接,打造國內(nèi)專業(yè)化、規(guī)?;潭雀叩拇笮?D打印主題展會。

在哈爾濱舉行的2018年中國航空航天3D打印材料及應(yīng)用制備技術(shù)博覽會暨高峰論壇上,中國航天科工三院院長張紅文標(biāo)傲世:“3D打印,將創(chuàng)新驅(qū)動中國工業(yè)4.0?!毙滦蝿菹?,航空航天產(chǎn)品的研制和生產(chǎn),面臨新的需求和挑戰(zhàn):航天產(chǎn)品對產(chǎn)品性能、材料、復(fù)雜結(jié)構(gòu)、質(zhì)量等方面的要求不斷提高,以及鑄造、鍛造、機(jī)加工、特種加工、鉚接、焊接等傳統(tǒng)制造工藝存在的周期長、費(fèi)用高、效率不夠高等問題,已不能適應(yīng)航空航天型號多品種、變批量、超精密、快響應(yīng)等需求挑戰(zhàn)。而3D打印,正是解決這些問題的良方。

3D打印顛覆技術(shù)魅力

當(dāng)前,中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)入了新常態(tài)階段,經(jīng)濟(jì)增長速度正在從高速增長轉(zhuǎn)向中高速增長,經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)需不斷優(yōu)化,發(fā)展動力需從要素驅(qū)動、投資驅(qū)動轉(zhuǎn)向創(chuàng)新驅(qū)動。在全球制造業(yè)格局分析中,制造業(yè)被認(rèn)為正面臨重大調(diào)整。隨著新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合,以3D打印、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)將重構(gòu)現(xiàn)有的制造業(yè)技術(shù)體系,推動實(shí)現(xiàn)制造生產(chǎn)方式的變革,智能制造將代替重復(fù)和一般技能勞動成為大勢所趨。

新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在世界范圍內(nèi)孕育興起,各國紛紛搶占未來戰(zhàn)略制高點(diǎn),發(fā)達(dá)國家加緊實(shí)施“再工業(yè)化”,中國產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、提質(zhì)增效迫在眉睫。智能制造與 3D 打印是全球產(chǎn)業(yè)界追逐的焦點(diǎn),也為中國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級帶來了新的契機(jī),中國航天科工集團(tuán)有限公司及所屬三院敏銳意識到,必須抓住機(jī)遇,以向智能制造轉(zhuǎn)型為關(guān)鍵,以大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新為依托,走在升級發(fā)展前列。

3D打印以獨(dú)特的設(shè)計(jì)方法與顛覆性的工藝技術(shù),降低了制造業(yè)的資金投入和從業(yè)人員的技術(shù)門檻,有助于激活社會智慧和資金資源,實(shí)現(xiàn)制造業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,促進(jìn)制造業(yè)向創(chuàng)新驅(qū)動的轉(zhuǎn)變。

3D打印助推中國制造2025

2015年5月8日,國務(wù)院正式印發(fā)了《中國制造2025》。這份被認(rèn)為是中國版的“工業(yè) 4.0”發(fā)展規(guī)劃,明確了在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的大背景下,中國主動應(yīng)對全球產(chǎn)業(yè)競爭新格局和未來產(chǎn)業(yè)競爭新挑戰(zhàn)的發(fā)展戰(zhàn)略。

在該規(guī)劃中,3D打印(增材制造)作為代表性的新興技術(shù)占有重要位置,在全文中共出現(xiàn)6次,貫穿于背景介紹、國家制造業(yè)創(chuàng)新能力提升、信息化與工業(yè)化深度融合、重點(diǎn)領(lǐng)域突破發(fā)展等重要段落,并融入于推動智能制造的主線。《中國制造2025》中3D打印戰(zhàn)略方向的確定,一方面體現(xiàn)出我國對增材制造的重視程度,另一方面也彰顯了在戰(zhàn)略層面我國對制造業(yè)發(fā)展面臨的形勢和環(huán)境的深刻理解。

3D打印廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域

國外企業(yè)在增材制造的產(chǎn)業(yè)布局方面,以美國通用、波音和空客公司最為典型,通用公司在2012年美國“再工業(yè)化”的戰(zhàn)略背景下,提出了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的概念,并開展了一系列的布局,其中3D打印成為智能工廠中重要的組成部分。波音公司在90年代中期就開始應(yīng)用3D打印組件。目前,波音公司已在16種不同的商用和軍用飛機(jī)上使用了200多種、2萬多個(gè)3D打印的飛機(jī)零部件。在這種大環(huán)境下,中國在創(chuàng)新驅(qū)動力下,緊追世界大步伐,航空航天領(lǐng)域以其獨(dú)特的方式和思維,廣泛應(yīng)用和提升3D打印技術(shù)。

張紅文介紹,增材制造廣泛應(yīng)用于我國航空航天領(lǐng)域,主要集中在鈦合金、鋁合金、超高強(qiáng)度鋼、高溫合金等難加工材料。這些材料都有共同特點(diǎn):屬于強(qiáng)度高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不易成型加工,傳統(tǒng)加工工藝成本高昂的類型。用增材制造的方法來加工,可以有效地提高部件質(zhì)量和降低制造成本,其制造速度快、加工周期短,至少可節(jié)約70%的時(shí)間成本;材料利用率高、加工成本低,一般降低制造費(fèi)用的50%;加工過程不受零件復(fù)雜程度的影響,適用于難高熔點(diǎn)高強(qiáng)度等難加工材料,后續(xù)機(jī)加工少。隨著增材制造各項(xiàng)技術(shù)的不斷成熟,3D打印應(yīng)用增速將不斷擴(kuò)大。

3D打印技術(shù)引領(lǐng)高端制造

中國航天科工三院建有先進(jìn)的鈦合金真空感應(yīng)熔煉氣霧化制粉生產(chǎn)線,可實(shí)現(xiàn)增材制造鈦合金球形粉末批量穩(wěn)定生產(chǎn),產(chǎn)品性能指標(biāo)達(dá)到進(jìn)口同類產(chǎn)品水平,年產(chǎn)量20噸以上。其完善的金屬、樹脂、鑄造砂型增材制造能力,可以為航空航天、醫(yī)療模具、鑄造加工、文化創(chuàng)意等行業(yè)提供完善的產(chǎn)品制造服務(wù)。

三院增材制造中心依托私有云、航天云網(wǎng)構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+增材制造”的云平臺新業(yè)態(tài),將航天云網(wǎng)與增材制造技術(shù)相結(jié)合,為大型企業(yè)、中小企業(yè)及創(chuàng)業(yè)者提供覆蓋原材料、裝備、產(chǎn)品成型及技術(shù)服務(wù)全流程的系統(tǒng)解決方案。

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